Wilfried Probst

Manuskript für einen Vortrag, der am 19.11.2007 auf der MNU-Tagung in Bremerhaven gehalten werden sollte, aber wg. Erkrankung  des Referenten ausfallen musste

 

Zurück zur Basis – Können Basiskonzepte den Biologieunterricht verbessern?

 

Charakteristisches Merkmal des Menschen ist es, Traditionen zu bilden, Erlerntes weiterzugeben. Lernen durch Lehren ist ganz entscheidend für die Sonderstellung von Homos sapiens verantwortlich. Das meinte auch Newton mit seinem Ausspruch „Ich habe weiter gesehen, weil ich auf den Schultern von Giganten stand“.  „Lehrer“ bzw „Lehrerin““ ist deshalb der urmenschlichste Beruf.

Jeder der lehrt, macht sich auch Gedanken darüber, wie er das anstellen soll. Dazu muss er sich in den Lerner hineindenken. Dabei hilft ihm, eine zweite typisch menschliche Eigenschaft: die Fähigkeit, sich in andere hineinversetzen zu können, und damit die Fähigkeit , über das Lernen und Denken nachzudenken und über das Nachdenken über das Lernen und Denken nachzudenken usw. kurz, die Stufenleiter der Metawissenschaften zu erklimmen.

1. Bildungsstandards und Basiskonzepte

Schon bei Naturvölkern spielen Lernen und Traditionen eine entscheidende Rolle. Wollte man dafür Basiskonzepte aufstellen, so wären dies vielleicht „Jagen“ oder „Nahrungsbeschaffung“ und „Nahrungszubereitung“.

Im täglichen Leben, z.B. bei der Ausrichtung eines Festes, müssen beide Basiskonzepte angewandt werden (Basiskonzeptübergreifendes Thema). Mit dem Anwachsen des traditionellen Wissens wurde das Lernen immer weiter professionalisiert: mit Schulen, Lehrern, Büchern, Universitäten, Enzyklopädien, dem Internet…

Im Laufe dieser Entwicklung geht es beim Lernen immer mehr auch um Auswahl, Beschränkung auf das Wesentliche, Methodenlernen. Mit seinem „Orbus sensualium pictus“ hat Comenius bereits 1658 eine solche Auswahl getroffen, die das Lernen des Wesentlichen schneller und effektiver ermöglichen sollte. Die dtv-Atlanten, der erste war der dtv-Atlas zur  Biologie (Vogel/Angermann, München 1970(?)), sind eine moderne Version.

Viele neue Begriffe – sind sie so neu?

Das Schlagwort der Gegenwart ist: „Unterrichtsstandards“. Diese Standardisierung ist mit neuen Begriffen verbunden:  Kompetenzen und Kompetenzbereiche, Erschließungsfelder, Basiskonzepte,  Anforderungsbereiche, Output-Orientierung, kumulatives Lernen – um nur einige zu nennen

In einem seinem Aufsatz „Strukturierendes Lernen in der Biologie mit Basiskonzepten“ erklärt Hans-Dieter Lichtner  2004:

„Praktisch alle Überlegungen zumindest in der Biologie laufen heute darauf hinaus, nicht mehr die Inhalte sondern Kompetenzen als Basis der naturwissenschaftlichen Grundbildung (Scientific Literacy) in den Mittelpunkt zu stellen. Die schrittweise Steigerung dieser Kompetenzen bildet das zentrale Element des kumulativen Lernens. Im Gegensatz zum additiven Lernen bedeutet das

• den lebensweltlichen Bezug der Unterrichtsinhalte stärker zu beachten

(„Non scholae sed vitae discimus“, geht auf Seneca zurück –fast 2000  alt)

• den Schwerpunkt auf den Aufbau einer komplexen Wissensstruktur setzen

(Verbindungen zwischen den Wissensgebieten in den Vordergrund stellen)

• Lernfortschritt und Anwendung von Wissen als bedeutungsvolles Lernen erfahrbar zu machen

(siehe Punkt 1: Anwendbarkeit in der Lebenswirklichkeit)

• Output-Orientierung statt Input-Orientierung (das Ergebnis, das heißt die Fähigkeiten des Lerners zählen)

(vgl. Lernziele der 1970iger Jahre, z.B. operationalisierte Lernziele, Robert F. Mager 1965)*

• themenverbindende Basiskonzepte in den Mittelpunkt des Unterrichts zu stellen“

(Überschneidungen mit Punkt 2, könnte man nicht auch basiskonzeptübergreifende Themen in den Mittelpunkt stellen?

Auch das gab es schon in den 1970igern: „Kennzeichen des Lebendigen in den Mittelpunkt des Unterrichts stellen“)

Wenn man zweimal hinschaut, sind diese Grundsätze richtigen Lehrens und Lernens natürlich nicht revolutionär neu (vgl. Klammer-Ergänzungen).*

Resumé

Man muss das Rad nicht immer wieder neu erfinden…..

aber verbessern kann man es schon, auch ausbeulen, zentrieren, die Speichen nachziehen, auswuchten usw.

Das sollte unsere Einstellung zu den immer wiederkehrenden Bemühungen sein, Unterricht zu standardisieren und damit zu verbessern.

1. Vielfalt der Konzepte

Eine Folge des Pisa-Schocks war, dass die  Kultusministerkonferenz 2004 Beschlüsse fasste über „Einheitliche Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung (EPA, 05.02.2004) und über „Bildungsstandards im Fach Biologie für den mittleren Schulabschluss“ (16.12.2004).

Man hofft, durch die klare Beschreibung einheitlicher Bildungsstandards das Bildungsniveau zu heben. Unterricht, der sich an diesen Standards orientiert, so die Annahme, könnte dies eher erreichen.

Beiden Papieren ist gemeinsam, dass die Bildungsstandards in 4 „Kompetenzbereiche“ gegliedert werden und dass die fachlichen Inhalte nach sog. „Basiskonzepten“ strukturiert werden.

In den einheitlichen Prüfungsanforderungen für die Abiturprüfung werden folgende „Kompetenzbereiche“ benannt:

• Fachkenntnisse
• Methoden
• Kommunikation
• Reflexion.

Dies stimmt weitgehend mit den in den „Bildungsstandards“ genannten Kompetenzen überein:

• Fachwissen
• Erkenntnisgewinnung
• Kommunikation
• Bewertung.

Leider sucht man bei den „Basiskonzepten“ diese Übereinstimmung vergeblich. Die Basiskonzepte der EPA sind:

• Struktur und Funktion,
• Reproduktion,
• Kompartimentierung,
• Steuerung und Regelung,
• Stoff- und Energieumwandlung,
• Information und Kommunikation,
• Variabilität und Angepasstheit
• Geschichte und Verwandtschaft.

Liest man diese Zusammenstellung, dann denkt man sofort an die verschiedenen Beschreibungen der „Kennzeichen des Lebendigen“, die  Anfang der 1970iger Jahre Grundlage für neue Lehrpläne und Curricula des Biologieunterrichtes waren.

In den  „Bildungsstandards im Fach Biologie für den mittleren Schulabschluss“ werden dem gegenüber als „Basiskonzepte“ benannt:

• Struktur und Funktion,
• System
• Entwicklung.

Bei genauerem Nachschauen findet man so ähnliche Begriffe auch in den EPA. Allerdings werden sie hier als „Themenbereiche“ neben „Basiskonzepten“ und „Reflexionselementen“ unter der Überschrift „Fachliche Inhalte“ genannt:

• Funktionszusammenhänge und deren molekulare Grundlagen – Themen aus der Physiologie, Zellbiologie, Genetik
• Vernetzte Systeme – Ökologie und Nachhaltigkeit
• Entwicklungsprozesse – Evolution und Zukunftsfragen

Da frage ich mich natürlich, wie sich der „Themenbereich“ „Funktionszusammenhänge“ und das „Basiskonzept“ „Struktur und Funktion“ unterscheiden.

Ein MNU-Workshop kommt 2005 zu folgender Parallelisierung von EPA-Biologie und KMK-Bildungsstandards:

Die hier als „Biologie-spezifisch“ bezeichneten Basiskonzepte beziehen sich auf Reprodukion und Evolution. Ich frage mich, ob es so etwas im Universum nicht auch unabhängig von der Biologie gibt. Vom Urknall bis zur „Entstehung des Lebendigen“ gab es doch auch schon eine „Geschichte des Universums“. Kosmologie befasst sich auch mit einer Evolution

In dem am 15.04.2004 im MNU veröffentlichten „Kerncurriculum Biologie der gymnasialen Oberstufe“ (Jürgen Meyer, Ute Harms, Markus Hamann, Horst Bayrhuber, Ullrich Kattmann), dessen Erarbeitung ebenfalls von der KMK in Auftrag gegeben wurde, werden wiederum andere „Basiskonzepte“ formuliert:

• Prinzipien lebender Systeme
• Ebenen lebender Systeme
• Diversität lebender Systeme
• Evolution lebender Systeme.

Das erste Basiskonzept entspricht wohl den „Kennzeichen des Lebendigen“, also mehr oder weniger allen Basiskonzepten der EPA.

Der Evolution – klassisch ein „Kennzeichen des Lebendigen“ –  wird hier ein höherer Rang eingeräumt, sie wird zum eigenen „Basiskonzept“ gemacht, ebenso die Biodiversität. Zu fragen wäre, ob „Evolution“ nicht dem ersten Punkt unterzuordnen wäre.

Schon vorher wurde von einer Arbeitsgruppe des VDBiol  ein Katalog von 12 (bzw. 13) „Erschließungsfeldern“ veröffentlicht,  die z.B. von den Lehrplankonstrukteuren in Sachsen wieder aufgegriffen wurden,  allerdings mit einem schönen weiteren Begriff, dem der „Fachlichen Linienführung“.

 

Die „Merkmale des Lebendigen“ sind wohl mit den „Kennzeichen des Lebendigen“ gleich zu setzen, oder doch nicht? Denn „Evolution“ gilt unbestritten als ein solches Kennzeichen ( aber wohl  kein Merkmal!?).

Auch der Begriff „Komplexitätsebenen“ ist schwer verdaulich. „Organisationsebenen“ (Moleküle-Zellen-Gewebe-Organe-Organismen…) sind mir klar.  Aber sind die in sich nicht alle ziemlich komplex? Bei verschiedenen Komplexitätsebenen denkt man an Niveaus unterschiedlicher Komplexität. Oder soll damit zum Ausdruck gebracht werden, dass jede höhere Ebene die tieferen enthält?

Tabellarische Übersicht über verschiedene Basiskonzept-Kataloge

KMK SI	MNU Kerncurr.d.gymn.Oberst.	ISB (Bayern) SI	KMK SII EPA	VDBiol (Erschließungs- felder)1
System Struktur und Funktion Entwicklung	Prinzipien lebender Systeme   Ebenen lebender Systeme   Diversität lebender Systeme   Evolution lebender Systeme	Vielfalt u. Angepasstheit Bau u. Funktion Fortpflanzung Regulation Wechselwirkung Information Stoff- u. Energieumwandlung Organisationsebene	Struktur u. Funktion Kompartimentierung Steuerung u. Regelung Stoff u. Energieumwandlung Information und Kommunikation Reproduktion Variabilität u. Angepasstheit Geschichte und Verwandtschaft	Vielfalt Struktur Funktion Information Wechselwirkung Stoffe Energie Zeit Regulation Angepasstheit Variabilität Fortpflanzung (Mensch)

 

Fazit

Es gibt offensichtlich derzeit recht unterschiedliche Auffassungen darüber, was man sich unter „Basiskonzepten der Biologie“ vorzustellen hat. Trotzdem gehen diese Basiskonzepte in der einen oder anderen Form bereits in Lehrpläne und damit auch in Schulbücher ein. Angesichts der gegebenen Voraussetzungen ist es klar, dass sie nicht nur in den verschiedenen Bundesländern unterschiedlich formuliert werden, sondern dass es auch für die Sekundarstufe I andere Basiskonzepte geben wird als für die Sekundarstufe II. Das ist schade…. oder ist es  ein Hinweis darauf, dass man das ganze Standardisieren nicht allzu ernst nehmen sollte? Ich meine, man sollte den Basiskonzepten jedenfalls nicht den Rang eines Katechismus einräumen.

Eine Expertenbefragung, die 2002/2003 unter 35 ProfessorInnen durchgeführt wurde (von 172 verschickten Fragebögen waren nur 35 der 40 zurückgeschickten auswertbar) gab auf die Frage „Bitte nennen Sie bis zu 10 Begriffe, die ihrer Ansicht nach Ich zum Basiswissen der Bevölkerung gehören sollten“, 166 Verschiedene Begriffe an, von denen 67% nur einmal genannt wurden. Am häufigsten wurde der Begriff Gen (22 Nennungen) genannt. Angesichts dieses Ergebnisses kann man mit denn Basiskonzepten der Lehrplankommissionen und der KMK ganz zufrieden sein.

3. Ein Beispiel: Kompartimentierung

Da ich gerade dabei bin, ein UB-Heft zum  Thema: „Kompartimentierung“ (UB 340, 2008) zu konzipieren, möchte ich dieses EPA-Basiskonzept als Beispiel wählen. Wie könnte dieses Basiskonzept Lernen verbessern? Wie könnte es helfen kumulatives und output-orientiertes Lernen zu fördern ?

Tatsächlich sind Lebensvorgänge nur durch Abgrenzung möglich. Leben, wie wir es kennen, ist an einzelne Lebewesen, Individuen, gebunden, die von ihrer Umwelt deutlich abgegrenzt sind. Andere „Kennzeichen des Lebendigen“ sind an diese Abgrenzung der Lebewesen geknüpft: Identische Replikation, Evolution, Vielfalt. Nur in Science Fiction Entwürfen gibt es Vorstellungen, wie diese Individualität zugunsten einer höheren Intelligenz und Leistungsfähigkeit teilweise aufgehoben sein könnte (am radikalsten in LEMs Solaris, aber ähnlich auch in CRICHTONs „Die Beute“ und  SCHÄTZINGs „ Der Schwarm“).

Aber auch innerhalb der Lebewesen gibt es viele Grenzen, die einzelne Kompartimente gegeneinander abgrenzen, Organe, Zellen, Zellorganelle. Der Begriff „Kompartimentierung“ stammt gerade aus dem intrazellulären Bereich: Bis zur Entwicklung der Elektronenmikroskope hielt man das Cytoplasma für eine relativ homogenen Substanz. ähnlich einem Gelatineklümpchen. Die E-Bilder enthüllten dann eine wahre Irrgartenstruktur. Die Bedeutung der Biomembranen, die die Zellkompartimente gegeneinander abgrenzen, wurde allmählich erkannt und sie stehen bis heute im Zentrum der molekularbiologischen Forschung.

Auch oberhalb der Individuen gibt es deutlich abgegrenzte Einheiten: Populationen und Arten, Biozönosen, Ökosysteme, Biome…. Es gibt „Kompartimente der Landschaft“, Revierbildung kompartimentiert Areale von Arten, Areale, Verbreitungsgebiete von Arten,  sind ebenfalls – wie andere Kompartimente – durch Grenzen bestimmt, die von Neobionten immer wieder durchbrochen werden.

Charakteristisch für alle diese Schranken ist, dass es sich um keine hermetisch abgeschlossenen Grenzen handelt. Sie sind mehr oder weniger durchlässig. Diese selektive und damit auch steuer- und regelbare Durchlässigkeit macht ihren eigentlichen Wert aus.

Im Zustand maximaler Unordnung (=Entropie) gibt es keine Kompartimente, Kompartimentierung bedeutet einerseits Ordnung, andererseits aber auch unterschiedlich intensive Wechselwirkungen, Hierarchien, Netze, Transportsysteme, Information und Informationsverarbeitung, Steuerung und Regelung….

Wenn man sich die wichtigste Gemeinsamkeit der Kompartimente auf allen biologischen Organisationsebenen, die selektive Abgrenzung, deutlich macht, hat man ein strukturierende Prinzip für viele biologische Sachverhalte gewonnen, das so unterschiedliche Inhalte wie „Stoffkreisläufe in Ökosystemen“ und „Intrazelluläre Regelprozesse“  oder „Biomembranen“  und „Grenzen von Ökosystemen“ in Verbindung setzen kann (vernetztes oder kumulatives Lernen). Gleichzeitig kann man neue Inhalte mit diesem Prinzip aufschließen, erklären, besser verstehen und einordnen ( output-Orientierung).

Wenn man erkannt hat, dass Grenzen auch etwas mit Austausch zu tun haben, versteht man das immer wiederkehrende Prinzip der Oberflächenvrgrößerung zur Förderung von Austauschprozessen besser. Auch der Modul-artige Aufbau von Lebensstrukturen kann mit dem Prinzip der Kompartimentierung in Verbindung gebracht werden( Grundorgane der Pflanzen die sich immer wiederholen, Segmente der Tiere…)

 

4. Themenübergreifende Konzepte und konzeptübergreifende Themen – Wie können Basiskonzepte helfen?

Die Basiskonzepte (nicht zu wenige aber auch nicht zuviele!) können helfen, Querverbindungen und vernetztes Lernen zu erleichtern, indem sie bei der Vernetzung Chaos vermeiden („Alles hängt mit allem zusammen“ – das ist zwar eine korrekte Beschreibung der Welt, verhilft uns aber zu keinem besseren Weltverständnis!)

Wie viele Basiskonzepte gibt es in der Biologie? Bei einigem Nachdenken fallen einem immer wieder neue ein. Aber wie viele sind sinnvoll, das heißt, wie viele helfen, Biologie für Lernende sinnvoll zu strukturieren?

Die drei Basiskonzepte , die von der KMK für die SI aufgestellt wurden

• Struktur und Funktion
• System
• Entwicklung

sind Konzepte, die jeweils sehr umfassend sind und auf fast alle biologischen Vorgänge angewandt werden können.  Ihnen können andere Konzepte untergeordnet werden ( z.B. Entwicklung: Fortpflanzung, Variabilität, Angepasstheit, Ontogenie, Geschichte und Verwandtschaft…)

Je umfassender der Erklärungscharakter eines Konzeptes, desto komplexer und schwerer begreifbar wird es.

KMK SI	MNU Kerncurr.d.gymn.Oberst.	ISB (Bayern) SI	KMK SII EPA	VDBiol (Erschließungs- felder)1
System Struktur und Funktion Entwicklung	Prinzipien lebender Systeme   Ebenen lebender Systeme   Diversität lebender Systeme   Evolution lebender Systeme	Vielfalt u. Angepasstheit Bau u. Funktion Fortpflanzung Regulation Wechselwirkung Information Stoff- u. Energieumwandlung Organisationsebene	Struktur u. Funktion Kompartimentierung Steuerung u. Regelung Stoff u. Energieumwandlung Information und Kommunikation Reproduktion Variabilität u. Angepasstheit Geschichte und Verwandtschaft	Vielfalt Struktur Funktion Information Wechselwirkung Stoffe Energie Zeit Regulation Angepasstheit Variabilität Fortpflanzung (Mensch)

Rufen wir uns noch einmal die verschiedenen Vorschläge ins Gedächtnis:  Sie haben alle etwas für sich, zeigen aber auch, dass es nicht sinnvoll sein kann, hier allzu starr auf bestimmten Begriffen herumzureiten. Die EPA-Basiskonzepte scheinen mir derzeit als „Kompromissangebot“ ganz brauchbar und ich meine, es wäre sinnvoll, sich darauf   bundesweit zu einigen –  in dem Bewusstsein, dass  es sich um eine relativ willkürliche Auswahl handelt, die als „Mittel zum Zweck“ – zur besseren Stukturierung der Stofffülle und des Lernprozesses –  dient.

Auf drei Befürchtungen, die ich im Zusammenhang mit dem Baiskonzept-geleiteten Biologieunterricht habe, möchte ich immerhin noch hinweisen:

• Ein besonderes Spezifikum der Faches Biologie, die unmittelbare Naturbegegnung, kommt möglicherweise zu kurz, wenn man sich zu sehr auf Basiskonzepte und Standardisierung des Unterrichts konzentriert!

• Eng damit zusammen hängt die Wahrnehmungsfähigkeit  der biologischen Vielfalt. Diese zu entwickeln und zu schulen ist eine derzeit stark vernachlässigte Aufgabe des Biologieunterrichtes

• Wird es unter dem Regime der Basiskonzepte noch vorkommen, dass einzelne Arten in den Mittelpunkt des Unterrichts gestellt werden? Das müsste weiterhin möglich sein, denn gerade die menschliche Fähigkeit, sich in anderes hineinzuversetzen, ist vor allem bei Kindern und Jugendlichen ein ganz starker Antrieb dafür, sich intensiv mit den Gesetzmäßigkeiten des Lebendigen zu befassen. (Hinweis auf: Richard Goldschmidt: Ascaris, Eine Einführung in die Wissenschaft vom Leben für Jedermann, 1922)